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      可視化基因組 研究人員創(chuàng)建了活性DNA的第一個(gè)三維結(jié)構(gòu)
      
			
      
				2019-01-02 10:35:44
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      科學(xué)家已經(jīng)確定了來(lái)自單個(gè)細(xì)胞的完整哺乳動(dòng)物基因組的第一個(gè)3D結(jié)構(gòu)，顯示了來(lái)自所有染色體的DNA如何錯(cuò)綜復(fù)雜地折疊以在細(xì)胞核內(nèi)融合在一起。來(lái)自劍橋大學(xué)和MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究人員結(jié)合使用成像技術(shù)和多達(dá)100,000次測(cè)量，其中DNA的不同部分彼此接近，以檢查小鼠胚胎干細(xì)胞中的基因組。干細(xì)胞是“主細(xì)胞”，可以發(fā)展 - 或“分化” - 進(jìn)入體內(nèi)幾乎任何類(lèi)型的細(xì)胞。
      

      可視化基因組 研究人員創(chuàng)建了活性DNA的第一個(gè)三維結(jié)構(gòu)
      

      大多數(shù)人都熟悉著名的'X'形狀的染色體，但實(shí)際上染色體只有在細(xì)胞分裂時(shí)才會(huì)呈現(xiàn)這種形狀。利用他們的新方法，研究人員現(xiàn)在能夠確定細(xì)胞內(nèi)活性染色體的結(jié)構(gòu)，以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔靡孕纬赏暾幕蚪M。這很重要，因?yàn)閷?duì)細(xì)胞內(nèi)DNA折疊方式的了解使科學(xué)家們能夠研究特定基因和控制它們的DNA區(qū)域如何相互作用?；蚪M的結(jié)構(gòu)控制基因 - 特定DNA區(qū)域 - 何時(shí)以及如何強(qiáng)烈地“開(kāi)啟”或“關(guān)閉”。這在生物體的發(fā)育中起著關(guān)鍵作用，并且當(dāng)它出錯(cuò)時(shí)，在疾病中起作用。
      

      研究人員已經(jīng)在附帶的視頻中說(shuō)明了這種結(jié)構(gòu)，這些視頻顯示了來(lái)自一個(gè)特定小鼠胚胎干細(xì)胞的完整基因組。在上面的電影中，每個(gè)細(xì)胞的20條染色體的顏色都不同。
      

      在基因活躍的染色體的第二視頻區(qū)域中是藍(lán)色的，與核層相互作用的區(qū)域(細(xì)胞核內(nèi)的致密纖維網(wǎng)絡(luò))是黃色的。該結(jié)構(gòu)顯示基因組被排列成使得最活躍的遺傳區(qū)域在內(nèi)部并且在空間上與與核層相關(guān)的較不活躍的區(qū)域分開(kāi)。這些區(qū)域在每個(gè)細(xì)胞中以相同的方式一致分離表明這些過(guò)程可以驅(qū)動(dòng)染色體和基因組折疊，從而調(diào)節(jié)重要的細(xì)胞事件，如DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂。
      

      劍橋大學(xué)生物化學(xué)系的研究小組Ernest Laue教授評(píng)論說(shuō)：“了解所有基因和控制元素在特定時(shí)刻的位置將有助于我們理解控制和維持其表達(dá)的分子機(jī)制。
      

      “將來(lái)，我們將能夠研究干細(xì)胞分化的變化以及如何在個(gè)體發(fā)育干細(xì)胞中做出決定。到目前為止，我們只能看到群體或'群體'，這些細(xì)胞因此無(wú)法看到個(gè)體差異，至少?gòu)耐獠靠床坏?。目前，這些機(jī)制知之甚少，理解它們可能是實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞在醫(yī)學(xué)中潛力的關(guān)鍵。
      

      這項(xiàng)研究由劍橋大學(xué)生物化學(xué)系，化學(xué)系和Wellcome-MRC干細(xì)胞研究所的科學(xué)家以及MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的同事發(fā)表，今天發(fā)表在“ 自然 ”雜志上。
      

      來(lái)自惠康遺傳與分子科學(xué)團(tuán)隊(duì)的湯姆柯林斯博士說(shuō)：“以如此前所未有的細(xì)節(jié)可視化3D基因組是研究中令人興奮的一步，而且已經(jīng)有多年的研究經(jīng)歷。這個(gè)細(xì)節(jié)將揭示一些管理我們基因組組織的基本原則 - 例如染色體如何相互作用或結(jié)構(gòu)如何影響基因是否被打開(kāi)或關(guān)閉。如果我們可以將這種方法應(yīng)用于具有異?；蚪M的細(xì)胞，例如癌細(xì)胞，我們可能能夠更好地了解導(dǎo)致疾病的確切問(wèn)題，以及我們?nèi)绾沃贫ń鉀Q方案以糾正這種情況。“
      
			

			
        
      
			
      
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